專利名稱：可控囊式膨脹裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用于土木工程領域、能夠應用于對建筑物注漿糾偏、基礎托換、 擴底樁基礎和土層擴體錨桿等，可預設膨脹幾何形態及大小的可控式膨脹裝置。
背景技術：
在土木工程領域的基礎加固、糾偏、托換和巖土錨固與樁基礎等工程技術中，需要應用 各種注漿技術，然而對于松散軟弱地層和具有高水頭、高滲透性地下水條件，由于注入地層 的水泥基漿液易丁流失，以及漿液擴散路徑、范圍的不可控性，較難保證注漿的質量與效果。 在建筑物糾偏與加固施工中，控制注漿固結體的位置、形態和大小至關重要，而現有注漿糾 偏技術卻存在較大的盲目性，會影響建筑物整體加固糾偏的成效。設置于軟弱松散地層的樁 和錨桿，因其樁端阻力和錨桿錨固段摩阻力較低，會造成樁或錨桿的承載力偏低，變形量較 大。為了更好地發揮注衆技術的優勢，并解決上述工程技術應用中存在的問題，需耍尋求一 種能夠方便控制泮漿液位置、形態、大小和質量的注漿關鍵裝置，用于定位糾偏、加固，擴 底樁基和擴體錨桿。
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種能夠在復雜地層中為地基基礎注漿加固、托換、糾偏提 高效果，增加單樁、單錨承載力，最大限度地調動和發揮土體自身的承載能力，提高加固體 或土中構件的承載能力的可控囊式膨脹裝置。
本實用新型的可控囊式膨脹裝置，包括上套筒組件，上套筒組件的頂端固定有上蓋板， 上套筒組件內的上部設有上彈性密封件，上套筒組件的下部與膨脹擠壓筒頂端的上開口相連， 膨脹擠壓筒采用在向膨脹擠壓筒內注入8MPa以下流體時向外膨脹展開折疊狀態的材料制成， 所述上套筒組件、所述上蓋板和所述上彈性密封件上沿軸線方向設有與所述膨脹擠壓筒的上 開U相通的注漿管上過孔和至少一個傳力構件上過孔。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述上套筒組件包括上筒和上托板，上筒的底端焊 接同定在上托板的上端面上，所述上蓋板采用螺紋連接或焊接安裝在上筒的頂端，所述上彈 性密封件設置在上筒內，所述上筒為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形 筒，所述膨脹擠壓筒的上開口采用法蘭固定在所述上托板的底端。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述上套筒組件包括上筒、上托板和下筒，上筒的 底端焊接固定在上托板的上端面上，所述下筒的頂端焊接固定在上托板的下端面上，所述上 蓋板采用螺紋連接或焊接安裝在上筒的頂端，所述上彈性密封件設置在上筒內，所述下筒的 外側壁上沿圓周方向并列地設有多個上防滑凸棱，所述膨脹擠壓筒的上開口套裝在下筒的外 側壁上，并采用一個以上的上卡箍固定，所述上筒和下筒為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的杵形筒。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述上套筒組件包括上筒、上托板、下筒和下套筒， 上筒的底端焊接固定在上托板的上端面上，所述下筒和所述下套筒的頂端焊接固定在上托板 的下端面上，下筒套裝在下套筒內，所述上蓋板采用螺紋連接或焊接安裝在上筒的頂端，所 述上彈性密封件設置在上筒內，所述膨脹擠壓筒的上開口插裝在所述下套筒和所述下筒之間 的環形間隙內，并采用多個沿徑向穿過下套筒和下筒的螺栓固定，下套筒和下筒之間的環形 間隙內灌注有密封膠，所述上筒、下套筒和下筒為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或 八邊形的柱形筒。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述膨脹擠壓筒的橫截面是圓形或橢圓形或矩形或 六邊形或八邊形，所述膨脹擠壓筒采用在向膨脹擠壓筒內注入5MPa以下漿液時向外膨脹展開 折疊狀態的材料制成，膨脹擠壓筒的軸線截面方向的尺寸為逐漸變化的，膨脹擠壓筒所使用 材料的抗拉強度為8MPa以上，膨脹擠壓筒所使用材料的滲透系數小于10—6cra/s。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述膨脹擠壓筒內設有承壓板，承壓板上設有傳力 構件的連接孔，承壓板與傳力構件的底端采用螺紋固定相連，所述膨脹擠壓筒采用厚度為 0.4 2mm的高強度防滲土工膜或高強度復合土工布或高強度涂膠無紡布或薄鋼片或鋅皮鐵制 成，膨脹擠壓筒所使用材料的抗拉強度為lOMPa以上，膨脹擠壓筒所使用材料的滲透系數小 f 107cm/S，所述上托板的邊緣與2—8個環形的彈性約束條的二端固定相連，每個彈性約束 條分別向下環繞所述膨脹擠壓筒并與膨脹擠壓筒的外表面相貼，所述膨脹擠壓筒在使用前被 折疊巻繞成直圓柱筒狀，所述膨脹擠壓筒展開后的高度為0.4 3m，展開后的橫向內徑為 0.4一.5m，膨脹擠壓筒在使用前被折疊巻繞成筒狀，所述上彈性密封件采用具有彈性的橡膠 或瀝青或聚四氟乙烯材料制成，所述彈性約束條采用可作為建筑工程型材使用的金屬或土工 織物或帆布制成。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述膨脹擠壓筒的底端設有下開口，膨脹擠壓筒的 下開口與下套筒組件的頂端相連，下套筒組件內設有下彈性密封件，下彈性密封件采用具有
彈性的橡膠或瀝青或聚pq氟乙烯材料制成制成，下套筒組件的底端固定有下蓋板，所述下蓋
板和所述下彈性密封件上沿軸線方向設有至少一個傳力構件下過孔，所述膨脹擠壓筒采用在 向膨脹擠壓筒內注入5MPa以下漿液吋向外膨脹展開折疊狀態的材料制成，膨脹擠壓筒所使用 材料的抗拉強度為6MPa以上，膨脹擠壓筒使用材料的滲透系數小于10—6Cm/s。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述下套筒組件包括下空筒和托板，下空筒的上端 焊接固定在托板的下端面上，所述下蓋板采用螺紋連接或焊接安裝在下空筒的底端，所述下 彈性密封件設置在下空筒內，所述下空筒為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形 的柱形筒，所述膨脹擠壓筒的下開口采用法蘭固定在所述托板的上端，托板上設有傳力構件 的連接孔，托板與傳力構件的底端固定相連，膨脹擠壓筒所使用材料的抗拉強度為7MPa以上， 膨脹擠壓筒所使用材料的滲透系數小于10—7cm/s。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述下套筒組件包括上空筒、托板和下空筒，上空筒的底端焊接固定在托板的上端面上，所述下空筒的頂端焊接固定在托板的下端面上，托板 上設有傳力構件的連接孔，托板與傳力構件的底端固定相連，所述下蓋板采用螺紋連接或焊 接安裝在下空筒的底端，所述下彈性密封件設置在下空筒內，所述上空筒的外側壁上沿圓周 方向并列地設有多個下防滑凸棱，所述膨脹擠壓筒的下開口套裝在上空筒的外側壁上，并采 用一個以上的下卡箍固定，所述上空筒和下空筒為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或 八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒所使用材料的抗拉強度為7MPa以上，膨脹擠壓筒所使用材料的 滲透系數小于10—7cm/s，膨脹擠壓筒展開后的高度為0. 4~3m，展開后的橫向內徑為0. 4~1. 5m， 膨脹擠壓筒在使用前被折疊巻繞成圓柱筒狀。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述下套筒組件包括上空筒、托板和下空筒和套筒, 上空筒和套筒的底端焊接固定在托板的上端面上，上空筒套裝在套筒內，所述托板上設有傳 力構件的連接孔，托板與傳力構件的底端固定相連，所述下空筒的頂端焊接固定在托板的下 端面上，所述下蓋板采用螺紋連接或焊接安裝在下空筒的底端，所述下彈性密封件設置在下 空筒內，所述膨脹擠壓筒的下丌口插裝在所述卜.空筒與套筒之間的環形間隙內，并采用多個 沿徑向穿過上空筒和套筒的螺栓固定，上空筒和套筒之間的環形間隙內灌注有密封膠，所述 上空筒和下空筒為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒所 使用材料的抗拉強度為7MPa以上，膨脹擠壓筒所使用材料的滲透系數小于l(T7cm/S，膨脹擠 壓筒展開后的高度為0. 4 3m，展開后的橫向內徑為0. 4 1. 5m，膨脹擠壓筒在使用前被折疊 巻繞成圓柱筒狀。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述膨脹擠壓筒的橫截面是圓形或橢圓形或矩形或 六邊形或八邊形，膨脹擠壓筒的軸線截面方向的尺寸為逐漸變化的，所述膨脹擠壓筒采用厚 度為0.4 2mm的高強度防滲土工膜或高強度復合土工布或高強度涂膠無紡布或薄鋼片或鋅皮 鐵制成，膨脹擠壓筒采用在向膨脹擠壓筒內注入3MPa以下漿液時向外膨脹展開折疊狀態的材 料制成，膨脹擠壓筒所使用材料的抗拉強度為8MPa以上，膨脹擠壓筒所使用材料的滲透系數 小于10—8cmZs，膨脹擠壓筒展開后的高度為0.4 3m，展開后的橫向內徑為0. 4 1. 5m，膨脹 擠壓筒在使用前被折疊巻繞成圓柱筒狀。
本實用新型可控囊式膨脹裝置，其中所述上托板的邊緣與2—8個彈性擋條的頂端固定相 連，每個彈性擋條分別與所述膨脹擠壓筒的外表面相貼，彈性擋條采用可作為建筑工程型材 使用的金屬或土工織物或帆布制成，每個彈性擋條的底端分別與所述托板的邊緣固定相連， 托板的下端固定有球面向下突出的半圓球殼形的導向帽，所述膨脹擠壓筒在使用前被折疊巻 繞成直簡狀，所述膨脹擠壓筒所使用材料的抗拉強度為lOMPa以上，膨脹擠壓筒所使用材料 的滲透系數小于10—9Cm/s，膨脹擠壓筒展開后的高度為0.4~3m，展開后的橫向內徑為 0. 4~1. 5m，膨脹擠壓筒在使用前被折疊巻繞成圓柱筒狀。
本實用新型的可控囊式膨脹裝置適用于多種復雜地層，包括軟土、粘性土、砂性土、殘 積土、強風化土層，可用于包括地層注漿加固、基礎托換、建筑物糾偏、樁基擴底、擴體錨 固等多個工程應用領域。與現有注漿技術相比，本實用新型的可控囊式膨脹裝置可為土木工程領域的對建筑物注漿糾偏、基礎托換、擴底樁基礎和土層擴體錨桿帶來以下優點
1、 可以在洞孔中設定部位實施多種形態、不同大小的可控膨脹擠壓筒。通過注漿壓力和 注漿量監控，可以精準確定注漿加固體體積，能夠確保地層注槳加固、基礎托換、建筑物糾 偏、樁基擴底、擴體錨固等的質量與效果。
2、 通過膨脹擠壓筒對土體所產生的脹壓擠密作用，可大幅提高土體自身的承載能力和抗 變形性能。
3、 山于將注漿材料完全包裹在膨脹擠壓筒內，有效解決了漿液隨意擴散造成的環境污染、 浪費原材料等問題，降低了灌注材料消耗和施工時間，也降低了施工成本。
4、 對本實用新型的可控囊式膨脹裝置的應用可以提供多重防腐功能，能夠有效提高膨脹 擠壓筒內傳力構件的抗腐蝕和耐久性性能，并可以應用于腐蝕性及已污染的地層。
以下結合附圖及實施例詳述本實用新型。
圖1為本實用新型的^控囊式膨脹裝置的一種實施方式的結構示意圖的主視剖面圖2為上套筒絢件部分的一種實施方式的結構示意圖的主視剖面圖3為上套筒組件部分的另一種實施方式的結構示意圖的主視剖面圖4為上套筒組件部分的又一種實施方式的結構示意圖的主視剖面圖5為木實用新型的可控囊式膨脹裝置的另一種實施方式的結構示意圖的主視剖面圖6為下套筒組件部分的一種實施方式的結構示意圖的主視剖面圖7為下套筒組件部分的.另一種實施方式的結構示意圖的主視剖面圖8為下套筒組件部分的又 -種實施方式的結構示意圖的主視剖面圖9為膨脹擠壓筒的一種結構示意圖的主視剖面圖10為膨脹擠壓筒的另一種結構示意圖的主視剖面圖11為膨脹擠壓筒的又一種結構示意圖的主視剖面圖12為膨脹擠壓筒的再一種結構示意圖的主視剖面圖13為本實用新型的可控囊式膨脹裝置處于種折疊方式的結構示意圖的主視剖面圖； 圖14為本實用新型的可控囊式膨脹裝置處于另一種折疊方式的結構示意圖的主視剖面
圖15為本實用新型的膨脹擠壓筒的一種折疊方式的結構示意圖的剖面圖； 圖16為本實用新型的膨脹擠壓筒的另一種折疊方式的結構示意圖的剖面圖； 圖17為本實用新型的可控囊式膨脹裝置注入流體前處于地下鉆孔中的結構示意圖的主 視剖面圖18為圖17的A—A截面俯視圖19為采用木實用新型的可控囊式膨脹裝置應用于既有建筑物增層加固的樁式托換的 示意圖20為圖19的B—B截面的放大視圖；圖21為采用本實用新型的可控囊式膨脹裝置對傾斜樓宇進行壓力注漿地基加固、建筑 物止傾、糾偏的施工流程的示意圖； 圖22為圖21的俯視圖。
具體實施方式
如圖1和圖5所示，本實用新型的可控囊式膨脹裝置，包括上套筒組件l，上套筒組件l 的頂端固定有上蓋板，上套筒組件1內的上部設有上彈性密封件，上套筒組件l的下部與膨 脹擠壓筒5頂端的上開口相連，膨脹擠壓筒5采用在向膨脹擠壓筒5內注入6MPa以下流體時 向外膨脹展開折疊狀態的材料制成，上套筒組件1、上蓋板和上彈性密封件上沿軸線方向設 有與膨脹擠壓筒5的上開口相通的注漿管上過孔6和一個傳力構件上過孔7，傳力構件上過 孔7的數量也可以是2個或3個或4個或6個。上彈性密封件3屬于現有技術中的公知產品， 其密封原理是當上彈性密封件3受到液漿的壓力作用時，會產生收縮變形，從而將注漿管上 過孔6和每個傳力構件上過孔7壓縮，注漿管上過孔6的孔壁會與注漿管24的側壁緊緊相貼， 傳力構件上過孔7的孔壁則會與傳力構件23的側壁緊緊相貼，以起到密封作用。
如圖2所示的是本實用新型可控囊式膨脹裝置的其中一種上套筒組件1，該上套筒組件1 包括上筒11和上托板19，上筒11的底端焊接固定在上托板19的上端面上，上蓋板2采用 螺紋連接或焊接安裝在上筒11的頂端，上彈性密封件3設置在上筒11內，上筒11為橫截面 是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒5的上開口采用法蘭4固定 在上托板19的底端。
如圖3所示，上套筒組件1也可以是包括上筒IIA、上托板19A和下筒18，上筒11A的 底端焊接固定在上托板19A的上端面上，下筒18的頂端焊接固定在上托板19A的下端面上， 上蓋板2采用螺紋連接或焊接安裝在上筒11A的頂端，上彈性密封件3A設置在上筒11A內， 下筒18的外側壁上沿圓周方向并列地設有多個上防滑凸棱16，膨脹擠壓筒5的上開口套裝 在下筒18的外側壁上，并采用2個或3個上卡箍14固定，上筒11A和下筒18為橫截面是 圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒。
如圖4所示，上套筒組件1還可以是包括上筒IIB、上托板19B、下筒18B和下套筒lc， 上筒11B的底端焊接固定在上托板19B的上端面上，下筒18B和下套筒lc的頂端焊接固定 在上托板19B的下端面上，下筒18B套裝在下套筒lc內，上蓋板2B采用螺紋連接或焊接安 裝在上筒11B的頂端，上彈性密封件3B設置在上筒11B內，膨脹擠壓筒5的上開口插裝在 下套筒lc和下筒18B之間的環形間隙內，并采用多個沿徑向穿過下套筒lc和下筒18B的螺 栓固定，下套筒lc和下筒18B之間的環形間隙內灌注有密封膠，上筒IIB、下套筒lc和下 筒18為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒。
上述各實施例中膨脹擠壓筒5內設有承壓板21，承壓板21上設有傳力構件23的連接孔， 承壓板21與傳力構件23的底端采用螺紋或通過螺母固定相連，承壓板21的作用是用于連接 傳力構件23，同時也用于引導采用柔性材料制成的膨脹擠壓筒5，使其更便于插入鉆孔中。 膨脹擠壓筒5采用在向膨脹擠壓筒5內注入5MPa以下漿液時向外膨脹展開折疊狀態的材料制成，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉強度為10MPa以上，膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系 數小于10—7cm/s，上托板的邊緣與2—8個環形的彈性約束條20的二端固定相連，每個彈性 約束條20分別向下環繞膨脹擠壓筒5并與膨脹擠壓筒5的外表面相貼，膨脹擠壓筒5在使用 前被折疊巻繞成直圓柱筒狀，以便于插入鉆孔中，膨脹擠壓筒5展開后的高度為0.4 3m，展 丌后的橫向內徑為0.4~1.5m，膨脹擠壓筒5在使用前被折疊巻繞成筒狀，上彈性密封件3 采用具有彈性的橡膠或瀝青或聚四氟乙烯材料制成，彈性約朿條20采用口J作為建筑工程型材 使用的金屬或土工織物或帆布制成。
如圖5所示，本實用新型的可控囊式膨脹裝置的膨脹擠壓筒5的底端設有下開口，膨脹 擠壓筒5的下開口與下套筒組件9的頂端相連，下套筒組件9內設有下彈性密封件，下套筒 組件9的底端固定有下蓋板，下蓋板和下彈性密封件上沿軸線方向設有至少一個傳力構件下 過孔13，膨脹擠壓筒5采用在向膨脹擠壓筒5內注入0. 4MPa或1. 2MPa或2MPa或2. 4MPa或 掘Pa或5MPa或6. 6MPa或8MPa以下漿液時向外膨脹展開折疊狀態的材料制成，膨脹擠壓筒5 所使用材料的抗拉強度為5MPa或7MPa或9MPa或llMPa或14MPa或17MPa或19MPa或20MPa 以上，膨脹擠壓簡5所使用材料的滲透系數小于10—7cm/s或10—8cm/s或l(T9cm/s。下彈性密 封件也屬丁現有技術中的公知產品，其密封原理與上彈性密封件相同。
如圖6所示，下套筒組件9包括上空筒28B、托板25B和下空筒27B，上空筒28B的底 端焊接固定在托板25B的上端面上，下空筒27B的頂端焊接固定在托板25B的下端面上，托 板25B上設有傳力構件23的連接孔，托板25B與傳力構件23的底端固定相連，下蓋板12B 采ffl螺紋連接或悍接安裝在K空筒27B的底端，下彈性密封件10B設置在下空筒27B內，上 空筒28B的外側壁上沿圓周方向并列地設有多個下防滑凸棱17，膨脹擠壓筒5的下開口套裝 在上空筒28B的外側壁上，并采用2個或3個下卡箍15固定，上空筒28B和下空筒27B為 橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉 強度也可以為7MPa以上，膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系數也可以是小于10—7cm/s。
如圖7所示，上述下套筒組件9也可以是包括下空筒27和托板25，下空筒27的上端焊 接固定在托板25的下端面上，下蓋板12采用螺紋連接或焊接安裝在下空筒27的底端，下彈 性密封件10設置在下空筒27內，下空筒27為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊 形的柱形筒，膨脹擠壓筒5的下開口采用法蘭固定在托板25的上端，托板25上設有傳力構 件23的連接孔，托板25與傳力構件23的底端固定相連，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉強 度為7MPa以上，膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系數小于10—6cm/s。
如圖8所示，上述卜'套筒組件9也可以是包括上空筒28C、托板25C和下空筒27C和套 筒9c，上空筒28C和套筒9c的底端焊接固定在托板25C的上端面上，上空筒28C套裝在套 筒9c內，托板25C上設有傳力構件23的連接孔，托板25C與傳力構件23的底端固定相連， 下空筒27C的頂端焊接固定在托板25C的下端面上，下蓋板12C采用螺紋連接或焊接安裝在 下空筒27C的底端，下彈性密封件10C設置在下空筒27C內，膨脹擠壓筒5的下開口插裝在 上空筒28C與套筒9c之間的環形間隙內，并采用多個沿徑向穿過上空筒28C和套筒9c的螺栓固定，上空筒28C和套筒9c之間的環形間隙內灌注有密封膠，上空筒28C和下空筒27C 為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗 拉強度也可以為7MPa以上，膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系數也可以是小于10—7cm/s。
上述各實施例中膨脹擠壓筒5的橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形，膨脹 擠壓筒5的軸線截面方向的形狀可以是如圖9、圖10、圖11和圖12所示，為逐漸變化的， 或者是不變化的，膨脹擠壓筒5采用厚度為0.4 2mm的高強度防滲土工膜或高強度復合土工 布或高強度涂膠無紡布或薄鋼片或鋅皮鐵制成，采用薄鋼片或鋅皮鐵制成的膨脹擠壓筒5可 以按照圖13或圖15所示的形狀將其折疊成直筒狀，薄鋼片或鋅皮鐵的厚度要保證其在注入 0. 5MPa或1. 5MPa或2MPa或2. 5MPa或4MPa或5MPa或6. 5MPa或8MPa以下漿液時向外膨脹 展開折疊狀態，采用高強度防滲土工膜或高強度復合土工布或高強度涂膠無紡布制成的膨脹 擠壓筒5可以按照圖14或圖16或圖18所示的形狀將其折疊成直筒狀，膨脹擠壓筒5所使用 材料的抗拉強度口j以為6MPa或柳Pa或lOMPa或12MPa或15MPa或16MPa或18MPa或20MPa 以上，膨脹擠壓筒5所使用材料的滲透系數也可以是小于l(T8cra/s或10—9cm/S。
h述各實施例中上托板的邊緣與2—8個彈性擋條20a的頂端固定相連，每個彈性擋條 20a分別與膨脹擠壓筒5的外表面相貼，每個彈性擋條20a的底端分別與托板的邊緣固定相 連，托板的下端固定有球面向下突出的半圓球殼形的導向帽22，膨脹擠壓筒5在使用前被折 疊巻繞成直筒狀，以便于插入鉆孔中，膨脹擠壓筒5所使用材料的抗拉強度也可以為lOMPa 以上。
上述各實施例中膨脹擠壓筒5展開后的高度為0. 4 3m，展開后的橫向內徑為0. 4 1. 5m， 膨脹擠壓筒5在使用前被折疊巻繞成圓柱筒狀，上彈性密封件3和下彈性密封件10分別采用 具有彈性的橡膠或瀝青或聚四佛乙烯材料制成，彈性擋條20a采用可作為建筑工程型材使用 的金屬或土工織物或帆布制成。
在本實用新型的上述各實施例中，Pj將本實用新型的可控囊式膨脹裝置放置于抗浮錨桿 的尾端，用于提高單錨的承載力。
如圖17和圖18所示，本實用新型的可控囊式膨脹裝置的施工工序可以是首先將上述 折疊巻繞成直筒狀的可控囊式膨脹裝置下放于鉆孔中的設計深度，將注漿管24的下端通過注 漿管上過孔6插進膨脹擠壓筒5內，將注漿管24的上端與高壓泥漿泵出漿管相連接，啟動高 壓泥漿泵8以2 3MPa的泵壓通過注漿管24向膨脹擠壓筒5灌注水泥漿液，高壓泥漿泵8的 泵壓也口J以是0.5 8MPa，利用泵壓表和泵量表來監控注漿壓力和總注入量，直到膨脹擠壓 簡5逐漸膨脹節設計體積吋，中止壓力灌注。通過壓力注漿，膨脹擠壓筒5會逐漸膨脹，最 后形成具有高承載力的帶有球型脹壓錨固擴體的抗浮錨桿。經過24小時養護后，應用穿心液 壓張拉器對壓力型土層抗浮錨桿進行張拉并鎖定，完成該壓力型抗浮錨桿的施工與安裝。
本實用新型的可控囊式膨脹裝置的用途，包括將上述各種實施例中可控囊式膨脹裝置應 用于土木工程的建筑物注漿糾偏和/或基礎托換和/或擴底樁基礎和/或土層擴體錨桿和/或基礎 加固和/或巖土錨固，尤其是將可控囊式膨脹裝置應用于松散軟弱地層和具有高水頭、高滲透性地下水地層的土木工程的建筑物注漿糾偏和/或基礎托換和/或擴底樁基礎和/或土層擴體錨 桿和/或基礎加固和/或巖土錨固。
本實用新型的可控囊式膨脹裝置可應用于既有建筑物增層加固的樁式托換。該建筑物原 結構形式可以為多層混合結構樓房，如圖20所示，鋼筋混凝土條形擴展基礎32位于上部粘 土層31中，下部為土性較好的粉土地層33。為了適應建筑物增層加固的需要，提高原基礎 的承載能力，加固方案為沿鋼筋混凝土條形擴展基礎32軸線方向間隔2 3m分別打設一對樁 長為8m，并帶有本實用新型的可控囊式膨脹裝置35的壓漿灌注球囊擴底樁34，壓漿灌注球 囊擴底樁34的布樁方式如圖19所示的圓圈分布位置；基底托換樁的傳力段樁徑為220mm， 壓漿擴底段采用可控囊式膨脹裝置35注漿膨脹擴體后，其最大樁徑為400mm，膨脹擠壓筒5 的材料采用厚度為l.Omm的高強防滲土工布，其抗拉強度為9Mpa，滲透系數為10-8cm/s，壓 力灌注材料選用水灰比為0.8的P.0.42.5弁水泥砂漿。
參考圖19和圖20，采用本實用新型的可控囊式膨脹裝置實施壓漿灌注球囊擴底樁的樁 式托換施工工藝流程如下
1. 在條形擴展基礎32軸線兩側的對稱位置沿垂直方向鉆鑿出一對直徑略大于220mm的 孔洞；
2. 應用30型鉆機通過以上孔洞在基底土層中打設直徑為220mm的鉆孔，孔深為地面土 0以下10m，即擴底樁基穿過8m的粘土層31，進入粘土層31下部的粉土地層33， 進入粉土地層33的深度為2 m;
3. 在鉆孔中置入2根①32鋼筋作為傳力構件23，傳力構件23的底部連接有本實用新型 的可控囊式膨脹裝置，傳力構件23和注漿管穿過上套筒組件1進入膨脹擠壓筒5， 膨脹擠壓筒5的橫截面被折疊巻繞成直圓筒狀；
4. 將2根傳力構件23與條形擴展基礎32沿條形擴展基礎32長軸方向的鋼筋骨架相連；
5. 將細石混凝土灌入已放置膨脹擠壓筒5的鉆孔中，直至條形基礎的表面；
6. 啟動壓漿設備，將水泥砂槳以3Mpa的壓力注入膨脹擠壓筒5，使其膨脹為預設球形 與大小，形成壓漿灌注樁的底部擴大承載體；
7. 沿條形基礎長軸方向支模并澆注C30混凝土，完成應用本實用新型的可控囊式膨脹裝 置的建筑物增層樁式托換施工。
如圖21和圖22所示，本實用新型的可控囊式膨脹裝置，也可應用于傾斜高層樓宇注漿 地基加固、止傾、糾偏。
由于高層樓宇箱形基礎位于山間斜坡地帶，基礎埋設于深厚粘性土層中，粘土層下臥基 巖表面傾斜，結構封頂后建筑物產生單向傾斜。故對箱形基礎沉降量大的區域進行局部地基 加固，減少建筑物的差異沉降，同時通過應用本實用新型的可控囊式膨脹裝置，結合建筑物 變形監測，進行分序控制式壓力注漿，對傾斜樓宇進行止傾與糾偏。
具體實施方式
采用在設 計地基注漿加固區域按圖21和圖22中橢圓圈的分布位置進行本實用新型的巖土工程用可控 膨脹擠壓體裝置的埤設。其中膨脹擠壓筒5采用0.8mm高強防滲土工膜，其抗拉強度為12Mpa，滲透系數為10—9cm/S。壓力灌注材料選用水灰比為0.5的純水泥漿。膨脹擠壓筒5折
疊巻繞成直筒形。
參考圖21和圖22，采用本實用新型的可控囊式膨脹裝置為傾斜樓宇進行壓力注漿地基 加固、建筑物止傾、糾偏的施工流程如下
1. 在預糾偏一側的空地處，靠近樓寧位置沿縱向打設多個施工豎井，并進行必要的施工 支護；
2. 釆用50型鉆機在每個樓宇傾斜側豎井中向樓宇基底預設位置處打設直徑為160mm的 傾斜鉆孔；
3. 用1根直徑為20mm的底端帶螺紋的鋼筋與本實用新型的可控囊式膨脹裝置的上套筒
組件1的上托板19采用螺紋固定相連。將注漿管24插入膨脹擠壓筒5。
4. 利用鋼筋將本實用新型的可控囊式膨脹裝置分別放入每個傾斜鉆孔的底部，并將該鋼 筋反旋脫開本實用新型的可控囊式膨脹裝置，然后取出鋼筋以便循環使用
5. 啟動壓漿泵，并結合預設在建筑結構上變形監測點的監測數據，將水泥漿以2 4Mpa 的壓力逐個分時、分序注入膨脹擠壓筒5內，使其膨脹形成設定的擠擴體。
6. 根據基巖傾斜面的分布，通過以時序注漿擠壓箱型基礎基底土層的方式逐漸抬升建筑 物傾斜一側，根據變形監測結果糾偏到位后，停止注漿并封閉注漿管24，再用水泥漿填充傾 斜鉆孔，完成糾偏施工。
上面所述的實施例僅僅是對本實用新型優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范 ffl進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新 型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求1. 可控囊式膨脹裝置，其特征在于包括上套筒組件(1)，上套筒組件(1)的頂端固定有上蓋板，上套筒組件(1)內的上部設有上彈性密封件，上套筒組件(1)的下部與膨脹擠壓筒(5)頂端的上開口相連，膨脹擠壓筒(5)采用在向膨脹擠壓筒(5)內注入8MPa以下流體時向外膨脹展開折疊狀態的材料制成，所述上套筒組件(1)、所述上蓋板和所述上彈性密封件上沿軸線方向設有與所述膨脹擠壓筒(5)的上開口相通的注漿管上過孔(6)和至少一個傳力構件上過孔(7)。
2. 如權利要求1所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述上套筒組件(l)包括上筒(ll) 和上托板(19)，上筒(11)的底端焊接固定在上托板(19)的上端面上，所述上蓋板(2) 采用螺紋連接或焊接安裝在上筒(11)的頂端，所述h彈性密封件(3)設置在上筒(11)內， 所述上筒(11)為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，所述膨脹擠壓 筒(5)的上開口采用法蘭(4)固定在所述上托板(19)的底端。
3. 如權利要求1所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述上套筒組件(1)包括上筒 U1A)、上托板(19A)和下筒(18)，上筒(11A)的底端焊接固定在上托板(19A)的上端面上，所述下筒(18)的頂端焊接固定在上托板(19A)的下端面上，所述上蓋板(2A) 采用螺紋連接或焊接安裝在上筒(11 A)的頂端，所述h彈性密封件(3A)設置在h筒(11A) 內，所述下筒(18)的外側壁上沿圓周方向并列地設有多個上防滑凸棱(16)，所述膨脹擠壓 筒(5)的上開口套裝在下筒(18)的外側壁上，并采用一個以上的上卡箍(14)固定，所述 上筒(11A)和下筒(18)為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒。
4. 如權利要求1所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述上套筒組件(1)包括上筒 (IIB)、上托板(19B)、下筒(18B)和下套筒(lc)，上筒(11B)的底端焊接固定在上托板(19B)的上端面十.，所述下筒(18B)和所述下套筒(lc)的頂端焊接固定在上托板(19B) 的下端面上，下筒(18B)套裝在下套筒(lc)內，所述上蓋板(2B)采用螺紋連接或焊接 安裝在上筒(11B)的頂端，所述上彈性密封件(3B)設置在上筒(11B)內，所述膨脹擠壓 筒(5)的上開口插裝在所述下套筒(lc)和所述下筒(18)之間的環形間隙內，并采用多個 沿徑向穿過下套筒(lc)和下筒(18B)的螺栓固定，下套筒(lc)和下筒(18B)之間的環 形間隙內灌注有密封膠，所述上筒(IIB)、下套筒(lc)和下筒(18B)為橫截面是圓形或 橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒。
5. 如權利要求1至4中任何一項所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述膨脹擠壓筒 (5)的橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形，膨脹擠壓筒(5)的軸線截面方向的尺寸為逐漸變化的，所述膨脹擠壓筒(5)采用在向膨脹擠壓筒(5)內注入5MPa以下漿液 時向外膨脹展開折疊狀態的材料制成，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的抗拉強度為8MPa以上， 膨脹擠壓筒(5)所使用材料的滲透系數小于l(T6Cm/s。
6. 如權利要求5所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述膨脹擠壓筒(5)內設有承壓 板(21)，承壓板(21)上設有傳力構件(23)的連接孔，承壓板(21)與傳力構件(23)的 底端采用螺紋固定相連，所述膨脹擠壓筒(5)采用厚度為0.4~2mm的高強度防滲土工膜或 高強度復合土工布或高強度涂膠無紡布或薄鋼片或鋅皮鐵制成，膨脹擠壓筒(5)所使用材料 的抗拉強度為10MPa以上，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的滲透系數小于10—7cm/s，所述上托 板(19)的邊緣與2—8個環形的彈性約束條(20)的二端固定相連，每個彈性約束條(20) 分別向下環繞所述膨脹擠壓筒(5)并與膨脹擠壓筒(5)的外表面相貼，所述膨脹擠壓筒(5) 在使用前被折疊巻繞成直圓柱筒狀，所述膨脹擠壓筒(5)展開后的高度為0.4~3m，展開后 的橫向內徑為0.4-1. 5m，膨脹擠壓筒(5)在使用前被折疊巻繞成筒狀，所述上彈性密封件(3)采用具有彈性的橡膠或瀝青或聚四氟乙烯材料制成，所述彈性約束條(20)采用可作為 建筑工程型材使用的金屬或土工織物或帆布制成。
7. 如權利要求2或3或4所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述膨脹擠壓筒(5)的 底端設有下丌口，膨脹擠壓筒(5)的下丌口與下套筒組件(9)的頂端相連，下套筒組件(9) 內設有下彈性密封件，下彈性密封件采用具有彈性的橡膠或瀝青或聚四氟乙烯材料制成，下 套筒組件(9)的底端固定有下蓋板，所述下蓋板和所述下彈性密封件上沿軸線方向設有至少 一個傳力構件下過孔(13)，所述膨脹擠壓筒(5)采用在向膨脹擠壓筒(5)內注入5MPa以 下漿液時向外膨脹展開折疊狀態的材料制成，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的抗拉強度為6MPa 以上，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的滲透系數小于10—6cm/s。
8. 如權利要求7所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述下套筒組件(9)包括下空筒(27) 和托板(25)，下空筒(27)的上端焊接固定在托板(25)的下端面上，所述下蓋板(12) 采丌]螺紋連接或焊接安裝在下空筒(27)的底端，所述下彈性密封件(10)設置在下空筒(27) 內，所述下空筒(27)為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，所述膨 脹擠壓筒(5)的下開口采用法蘭(4)固定在所述托板(25)的上端，托板(25)上設有傳 力構件(23)的連接孔，托板(25)與傳力構件(23)的底端固定相連，膨脹擠壓筒(5)所 使用材料的抗拉強度為7MPa以上，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的滲透系數小于10—7cm/s。
9. 如權利要求7所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述下套筒組件(9)包括上空筒(28) 、托板(25B)和下空筒(27B)，上空筒(28)的底端焊接固定在托板(25)的上端面 上，所述下空筒(27B)的頂端焊接固定在托板(25B)的下端面上，托板(25B)上設有傳 力構件(23)的連接孔，托板(25B)與傳力構件(23)的底端固定相連，所述下蓋板(12B) 采用螺紋連接或焊接安裝在下空筒(27B)的底端，所述下彈性密封件(10B)設置在下空筒(27B)內，所述上空筒(28)的外側壁上沿圓周方向并列地設有多個下防滑凸棱(17)，所 述膨脹擠壓筒(5)的下開口套裝在上空筒(28)的外側壁上，并采用一個以上的下卡箍(15) 固定，所述上空筒(28)和下空筒(27B)為橫截面是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊 形的柱形筒，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的抗拉強度為7MPa以上，膨脹擠壓筒(5)所使用 材料的滲透系數小于10—7cra/s。
10. 如權利要求7所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述下套筒組件(9)包括上空 筒(28C)、托板(25C)和下空筒(27C)和套筒(9c)，上空筒(28C)和所述套筒(9c) 的底端焊接固定在托板(25C)的上端面上，上空筒(28C)套裝在套筒(9c)內，所述托板(25C.)上設有傳力構件(23)的連接孔，托板(25C)與傳力構件(23)的底端固定相連， 所述下空筒(27C)的頂端焊接固定在托板(25C)的下端面上，所述下蓋板U2C)采用螺 紋連接或焊接安裝在下空筒(27C)的底端，所述下彈性密封件(10C)設置在下空筒(27C) 內，所述膨脹擠壓筒(5)的下開口插裝在所述上空筒(28C)與套筒(9c)之間的環形間隙 內，并采用多個沿徑向穿過上空筒(28C)和套筒(9c)的螺栓固定，上空筒(28C)和套筒(9c)之間的環形間隙內灌注有密封膠，所述上空筒(28C)和下空筒(27C)為橫截面是圓 形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形的柱形筒，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的抗拉強度為 7MPa以上，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的滲透系數小于107cm/s。
11. 如權利要求7所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述膨脹擠壓筒(5)的橫截面 是圓形或橢圓形或矩形或六邊形或八邊形，膨脹擠壓筒(5)的軸線截面方向的尺寸為逐漸變 化的，所述膨脹擠壓筒(5)采用厚度為0.4~2mm的高強度防滲土工膜或高強度復合土工布 或高強度涂膠無紡布或薄鋼片或鋅皮鐵制成，膨脹擠壓筒(5)采用在向膨脹擠壓筒(5)內 注入3MPa以下漿液時向外膨脹展開折疊狀態的材料制成，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的抗 拉強度為8MPa以上，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的滲透系數小于10—8cm/s，膨脹擠壓筒(5) 展開后的高度為0.4 3m，展開后的橫向內徑為0.4 1.5m，膨脹擠壓筒(5)在使用前被折疊 巻繞成圓柱筒狀。
12. 如權利要求8所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述上托板的邊緣與2—8個彈 性擋條(20a)的頂端固定相連，每個彈性擋條(20a)分別與所述膨脹擠壓筒(5)的外表面 相貼，彈性擋條(20a)采用可作為建筑工程型材使用的金屬或土工織物或帆布制成，每個彈 性擋條(20a)的底端分別與所述托板的邊緣固定相連，托板的下端固定有球面向下突出的半 圓球殼形的導向帽(22)，所述膨脹擠壓筒(5)在使用前被折疊巻繞成直筒狀，所述膨脹擠 壓筒(5)所使用材料的抗拉強度為lOMPa以上，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的滲透系數小 于10力cm/s，膨脹擠壓筒(5)展開后的高度為0.4 3m，展開后的橫向內徑為0. 4 1. 5m,膨 脹擠壓筒(5)在使用前被折疊巻繞成圓柱筒狀。
13. 如權利要求9所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述上托板的邊緣與2—8個彈 性擋條(20a)的頂端固定相連，每個彈性擋條(20a)分別與所述膨脹擠壓筒(5)的外表面 相貼，彈性擋條(20a)采用可作為建筑工程型材使用的金屬或土工織物或帆布制成，每個彈 性擋條(20a)的底端分別與所述托板的邊緣固定相連，托板的下端固定有球面向下突出的半 圓球殼形的導向帽(22)，所述膨脹擠壓筒(5)在使用前被折疊巻繞成直筒狀，所述膨脹擠 壓筒(5)所使用材料的抗拉強度為lOMPa以上，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的滲透系數小 于10—9cm/s，膨脹擠壓筒(5)的高度為0.4 3m，橫向內徑為0. 4~1. 5m，膨脹擠壓筒(5) 在使用前被折疊巻繞成圓柱筒狀。
14.如權利要求10所述的可控囊式膨脹裝置，其特征是所述上托板的邊緣與2—8個彈性擋條(20a)的頂端固定相連，每個彈性擋條(20a)分別與所述膨脹擠壓筒(5)的外表面 相貼，彈性擋條(20a)采用可作為建筑工程型材使用的金屬或土工織物或帆布制成，每個彈 性擋條(20a)的底端分別與所述托板的邊緣固定相連，托板的下端固定有球面向下突出的半 圓球殼形的導向帽(22)，所述膨脹擠壓筒(5)在使用前被折疊巻繞成直筒狀，所述膨脹擠 壓筒(5)所使用材料的抗拉強度為lOMPa以上，膨脹擠壓筒(5)所使用材料的滲透系數小 于10—9cm/s，膨脹擠壓筒(5)展開后的的高度為0.4 3m，展開后的橫向內徑為0. 4 1. 5m， 膨脹擠壓筒(5)在使用前被折疊巻繞成圓柱筒狀。
專利摘要一種可控囊式膨脹裝置，包括上套筒組件(1)，上套筒組件(1)頂端固定有上蓋板(2)，上套筒組件(1)內上部設有上彈性密封件(3)，上套筒組件(1)下部與膨脹擠壓筒(5)頂端上開口相連，膨脹擠壓筒(5)采用在向膨脹擠壓筒(5)內注入8MPa以下流體時向外膨脹展開折疊狀態的材料制成，上套筒組件(1)、上蓋板(2)和上彈性密封件(3)上設有與膨脹擠壓筒(5)上開口相通的注漿管上過孔(6)和至少一個傳力構件上過孔(7)。其目的在于提供一種能夠在復雜地層中為地基基礎注漿加固、托換、糾偏提高效果，增加單樁、單錨承載力，提高加固體或土中構件承載能力的可控囊式膨脹裝置。
文檔編號E02D5/44GK201241344SQ20082010971
公開日2009年5月20日 申請日期2008年8月5日 優先權日2008年8月5日
發明者鐘 劉, 義 張, 松 楊, 馬利軍 申請人:中國京冶工程技術有限公司;中冶集團建筑研究總院